水牛酸凝乳和黑白花酸凝乳中揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的對(duì)比研究

姚春杰，李全陽(yáng)，黃忠闖

（廣西大學(xué)輕工與食品工程學(xué)院，南寧 530004）

水牛酸凝乳和黑白花酸凝乳中揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的對(duì)比研究

姚春杰，李全陽(yáng)，黃忠闖

（廣西大學(xué)輕工與食品工程學(xué)院，南寧 530004）

以水牛奶和黑白花牛奶為原料，利用同時(shí)蒸餾萃取(SDE)提取水牛酸凝乳和黑白花牛酸凝乳中的風(fēng)味物質(zhì)，進(jìn)一步采用GCMS分析。結(jié)果表明，水牛酸凝乳中鑒定出18種風(fēng)味成分；黑白花牛酸凝乳中共鑒定出16種風(fēng)味成分。主要呈味物質(zhì)2，3-丁二酮在水牛酸凝乳和黑白花牛酸凝乳中相對(duì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)別為2.95%和3.06%。

同時(shí)蒸餾萃??；GC-MS聯(lián)用；水牛酸凝乳；黑白花牛酸凝乳；風(fēng)味物質(zhì)

0 引言

水牛奶是一種優(yōu)質(zhì)奶源[1]，深受當(dāng)?shù)叵M(fèi)者的喜愛(ài)，因此探索水牛酸凝乳的風(fēng)味特性是非常有意義的。有關(guān)發(fā)酵乳風(fēng)味物質(zhì)的研究，A.Ott等人通過(guò)各種萃取技術(shù)配合GC-MS在發(fā)酵酸乳中鑒定出91種風(fēng)味物質(zhì)[2]。P.Pollien等研究了SDE技術(shù)對(duì)酸乳香精風(fēng)味物質(zhì)萃取的影響[3]。王偉君等人考察了乳酸菌單菌發(fā)酵乳的產(chǎn)香特性，結(jié)果共鑒定出13種相關(guān)的風(fēng)味成分[4]。葛武鵬等人使用固相微萃取測(cè)定出牛、羊奶酸乳分別含有48和50種揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)[5]。李鋒等人鑒定出普通酸乳含有28種風(fēng)味物質(zhì)[6]。

由此可知，目前國(guó)內(nèi)外關(guān)于水牛酸凝乳風(fēng)味物質(zhì)的分析研究還未見(jiàn)報(bào)道，因此，本實(shí)驗(yàn)采用同時(shí)蒸餾萃取和GC-MS技術(shù)，測(cè)定了水牛酸凝乳的風(fēng)味物質(zhì)，為水牛乳制品的開(kāi)發(fā)提供理論基礎(chǔ)。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 材料

水牛酸凝乳（為廣西本地水牛與印度摩拉水牛雜交后代所產(chǎn)牛奶，文中簡(jiǎn)稱(chēng)為水牛奶，密度為1.032× 103kg/m3，干物質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)18.32%，蛋白質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)4.46%，脂肪質(zhì)量分?jǐn)?shù)7.87%）為原料，水牛奶添加量為92.0%，蔗糖添加量為8.50%。以實(shí)驗(yàn)室保存的保加利亞桿菌和嗜熱鏈球菌為菌種，兩者按照1∶1比例接種2%，41.7℃下發(fā)酵，滴定酸度達(dá)到100°T時(shí)停止發(fā)酵，取出樣品在4℃條件下后熟24 h，開(kāi)始檢測(cè)。

黑白花牛酸凝乳：利用新鮮優(yōu)質(zhì)的牛奶（文中簡(jiǎn)稱(chēng)為黑白花牛奶，密度1.026×103kg/m3，干物質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)12.94%，蛋白質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)3.10%，脂肪質(zhì)量分?jǐn)?shù)3.18%）為原料，牛奶添加量為95.0%，蔗糖添加量為8.0%（均為質(zhì)量分?jǐn)?shù)），以實(shí)驗(yàn)室保存的保加利亞桿菌和嗜熱鏈球菌為菌種，兩者按照1︰1比例接種2%，41.9℃下發(fā)酵，滴定酸度達(dá)到100°T時(shí)停止發(fā)酵，取出樣品在4℃條件下后熟24 h，開(kāi)始檢測(cè)。

1.2 儀器

氣-質(zhì)譜聯(lián)用儀（GC-MS-QP5050A）；GC-17A氣相色譜儀；同時(shí)蒸餾萃取裝置；DLSB-520低溫冷卻液循環(huán)泵。

采用日本島津公司生產(chǎn)的氣-質(zhì)聯(lián)用儀。所用色譜柱為DB-1毛細(xì)管柱（30m×0.25mm×0.25μm）。選擇程序升溫方式，起始溫度60℃，保持2 min，以5℃/min的升溫到150℃，再以8℃/min的速率升溫到240℃；載氣為氦氣；進(jìn)樣口溫度為270℃；進(jìn)樣量為1 μL；進(jìn)樣方式為手動(dòng)；分流比為60∶1；電離方式為E I；電子倍增參電壓為1.25 kV；溶劑延遲時(shí)間為3 min。

1.3 方法

將200 mL酸凝乳樣品與200 mL水混合均勻，然后溶于1 000 mL圓底燒瓶中，接入SDE裝置的一端，（95±1）℃水浴加熱；取40 mL乙醚接入SDE裝置的另一端，用（40±1）℃水浴加熱；接通低溫冷卻液循環(huán)泵。同時(shí)蒸餾萃取4 h后取下醚瓶，冷卻，加入無(wú)水硫酸鈉干燥，4℃靜止4～7 h，過(guò)濾除去硫酸鈉，用低速高純氮?dú)獯祾邼饪s至1 mL保存于樣品瓶中，備用。

1.4 數(shù)據(jù)處理

在NIST標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)譜庫(kù)中自動(dòng)檢索各組分質(zhì)譜數(shù)據(jù)，并參考標(biāo)準(zhǔn)圖譜[7]對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行分析和確認(rèn)，按照各組分鋒面積歸一化法計(jì)算各組分相對(duì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 兩種酸凝乳的總體比較

采用同時(shí)蒸餾萃取水牛酸凝乳和黑白花牛酸凝乳風(fēng)味物質(zhì)，并用GC-MS進(jìn)行分析鑒定，結(jié)果如圖1和圖2所示。

利用計(jì)算機(jī)譜庫(kù)（NIST）各組份質(zhì)譜數(shù)據(jù)，對(duì)圖1和圖2的結(jié)果進(jìn)行匹配檢索定性，匹配度和純度大于80（最大值100）作為鑒定結(jié)果。由圖1和圖2可以看出，水牛酸凝乳共得到27個(gè)主要峰，黑白花牛酸凝乳共得到25個(gè)主要峰；水牛酸凝乳和黑白花牛酸凝乳的總離子流圖相似，但水牛酸凝乳中大多數(shù)揮發(fā)性物質(zhì)的鋒面積要大于黑白花牛酸凝乳的峰面積。這說(shuō)明與黑白花牛酸凝乳相比，水牛酸凝乳中大部分揮發(fā)性物質(zhì)的相對(duì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高，具體鑒定結(jié)果如表1和表2所示。

由表1可以看出，水牛酸凝乳中共鑒定出18種風(fēng)味成分，這些物質(zhì)主要包括羧酸及脂肪酸類(lèi)、醇類(lèi)、酮類(lèi)、醛類(lèi)和酯類(lèi)。對(duì)水牛酸凝乳風(fēng)味貢獻(xiàn)較大的物質(zhì)是酸類(lèi)、醇類(lèi)、醛類(lèi)和酮類(lèi)化合物，這些物質(zhì)占總揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的95.04%。質(zhì)量分?jǐn)?shù)最大的3種物質(zhì)依次是苯甲酸（25.61%）、2-呋喃甲醇（15.00%）、糠醛（13.82%）。綜合分析認(rèn)為，水牛酸凝乳中揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)主要由糠醛、2-呋喃甲醇、2，3-戊二酮、己酸、2-壬酮、苯甲酸乙酯、辛酸、苯甲酸、2-十一酮、葵酸、δ-壬內(nèi)酯、2-十三酮、月桂酸、δ-十二內(nèi)酯、2-十二酮、肉豆蔻酸、棕櫚酸、油酸組成，這些物質(zhì)主要來(lái)源是乳中乳糖、乳脂肪和乳蛋白質(zhì)經(jīng)過(guò)發(fā)酵作用產(chǎn)生的[8]。

表1 水牛酸凝乳鑒定結(jié)果

由表2可以看出，黑白花牛酸凝乳共鑒定出16種風(fēng)味成分，種類(lèi)最多的也是酸類(lèi)化合物，質(zhì)量分?jǐn)?shù)也最高，占揮發(fā)性成分的84.26%，質(zhì)量分?jǐn)?shù)最大的3種化合物分別是葵酸（21.02%）、辛酸（19.58%）、己酸（17.63%）。綜合分析認(rèn)為，黑白花酸凝乳揮發(fā)性物質(zhì)主要由丁酸、2-呋喃甲醇、2，3-戊二酮、己酸、2-壬酮、辛酸、2-十一酮、葵酸、δ-壬內(nèi)酯、2-十三酮、月桂酸、δ-十二內(nèi)酯、2-十二酮、肉豆蔻酸、棕櫚酸、油酸組成。

由表1和表2可以看出，丁酸在水牛酸凝乳中沒(méi)有檢測(cè)到，而苯甲酸乙酯、苯甲酸、糠醛在黑白花牛酸凝乳中沒(méi)有檢測(cè)到。其中2-呋喃甲醇、己酸、辛酸、葵酸4種風(fēng)味物質(zhì)鑒定結(jié)果差別比較大，2-呋喃甲醇在水牛酸凝乳質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高，而己酸、辛酸、葵酸在黑白花牛酸凝乳中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)要高于水牛酸凝乳。但從總體組成上看水牛酸凝乳和黑白花牛酸凝乳揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)種類(lèi)基本相同。水牛酸凝乳以酸類(lèi)60.76%，醇類(lèi)15.59%，醛類(lèi)13.82%，酮類(lèi)4.86%為主；黑白花酸凝乳以酸類(lèi)84.26%和酮類(lèi)7.18%為主。雖然種類(lèi)差別不大，但是由于各類(lèi)物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不同，所以風(fēng)味貢獻(xiàn)度存在明顯差別。

表2 黑白花牛酸凝乳鑒定結(jié)果

其中雙乙酰(丁二酮)作為發(fā)酵酸乳的呈味化合物，對(duì)發(fā)酵乳的風(fēng)味有很大影響[9]。也有研究表明發(fā)酵乳中特征風(fēng)味物質(zhì)如乙醛和雙乙酰等質(zhì)量分?jǐn)?shù)的高低及其比例直接影響酸乳的口感[10]。檢測(cè)結(jié)果顯示黑白花酸凝乳中的丁二酮質(zhì)量分?jǐn)?shù)略大于水牛酸凝乳。但感官評(píng)定實(shí)際口感并非黑白花牛酸凝乳優(yōu)于水牛酸凝乳，因此可以看出，丁二酮是酸乳的重要風(fēng)味物質(zhì)之一，但并非是決定性物質(zhì)[11]。發(fā)酵乳的風(fēng)味特征是醇、醛、酮、酸、酯等綜合作用的結(jié)果，不能由簡(jiǎn)單的幾種物質(zhì)表征酸乳的真實(shí)風(fēng)味。

2.2 兩種酸凝乳主要風(fēng)味物質(zhì)的異同

在揮發(fā)性物質(zhì)萃取過(guò)程中，揮發(fā)性成分的揮發(fā)、分解以及不飽和物質(zhì)的氧化、降解，從而會(huì)減少揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的種類(lèi)和質(zhì)量分?jǐn)?shù)。實(shí)驗(yàn)對(duì)水牛酸凝乳和黑白花牛酸凝乳香氣成分的異同進(jìn)行了研究，對(duì)水牛酸凝乳的開(kāi)發(fā)具有重要價(jià)值。

水牛酸凝乳與黑白花牛酸凝乳相比，相同的成分有15種，其中酸類(lèi)7種、酮類(lèi)5種、酯類(lèi)2種、醇類(lèi)1種，相同的成分占水牛酸凝乳總揮發(fā)性成分的55.89%。水牛酸凝乳中各類(lèi)揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)如表1和表2所示。

與黑白花牛酸凝乳相比，水牛酸凝乳中酸類(lèi)和酮類(lèi)的種類(lèi)較多，在水牛酸凝乳中檢測(cè)到苯甲酸，而在黑白花牛酸凝乳中并沒(méi)有檢測(cè)到。從酸乳風(fēng)味上來(lái)講，己酸、辛酸、癸酸等在兩種酸乳中都得到了檢測(cè)，其中水牛酸凝乳中油酸的質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)要高于黑白花牛酸凝乳中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。酮類(lèi)多由不飽和脂肪酸的氧化、熱降解，氨基酸降解或微生物代謝產(chǎn)生的[13]。水牛酸凝乳中的酮類(lèi)化合物是2，3-戊二酮、2-壬酮、2-十一酮、2-十三酮和2-十二酮。這些酮類(lèi)物質(zhì)使酸乳具有特有的風(fēng)味特征，例如，2-十一酮能表現(xiàn)出水果昧、新鮮味[17]，2，3-丁二酮是酸乳的主要風(fēng)味物質(zhì)，在兩種酸乳中質(zhì)量分?jǐn)?shù)都不低，從而保證了整體風(fēng)味正常[14，15]。此外，對(duì)酸乳的風(fēng)味作用較大的還有酯類(lèi)化合物和醛類(lèi)化合物，水牛酸凝乳中含有苯甲酸乙酯、δ-壬內(nèi)酯和δ-十二內(nèi)酯3種酯類(lèi)化合物，且糠醛和苯甲酸乙酯質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別高達(dá)13.82%和0.72%，而黑白花牛酸凝乳含有δ-壬內(nèi)酯和δ-十二內(nèi)酯2種酯類(lèi)化合物，并沒(méi)有檢測(cè)到苯甲酸乙酯和糠醛。相對(duì)于黑白花牛酸凝乳，2-呋喃甲醇在水牛酸凝乳中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于黑白花牛酸凝乳中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（1.02%）,這或許是水牛酸凝乳比黑白花牛酸凝乳風(fēng)味更濃郁的原因之一。

3 結(jié)論

采用同時(shí)蒸餾萃取(SDE)和GC-MS技術(shù)分別對(duì)水牛酸凝乳和黑白花牛酸凝乳的風(fēng)味物質(zhì)進(jìn)行分析。結(jié)果表明，水牛酸凝乳中的風(fēng)味物質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)和種類(lèi)大于黑白花牛酸凝乳。酸類(lèi)是水牛酸凝乳和黑白花牛酸凝乳的主要風(fēng)味物質(zhì)，在水牛酸凝乳和黑白花牛酸凝乳中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為62.72%和84.26%。

水牛酸凝乳中風(fēng)味物質(zhì)，共鑒定出18種風(fēng)味成分，其中酸類(lèi)8種、酮類(lèi)5種、酯類(lèi)3種、醇類(lèi)1種、醛類(lèi)1種，占總揮發(fā)性成分的95.04%；黑白花牛酸凝乳共鑒定出16種風(fēng)味成分，其中酸類(lèi)8種、酮類(lèi)5種、酯類(lèi)2種、醇類(lèi)1種，占揮發(fā)性成分的95.02%。

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Study of volatile flavor compounds of buffalo yogurt

YAO Chun-jie，LI Quan-yang，HUANG Zhong-chuang
（College of Light Industry and Food Engineering，Guangxi University，Nanning 530004，China）

As buffalo milk and holstein milk raw material,the volatile flavor components in buffalo and holstein yoghurt were extracted by simultaneous distillation extraction(SDE)and were further analyzed by GC/MS.The results show that total 18 different compounds are isolated and identified from buffalo yoghurt,the total 16 different compounds are isolated and identified from holstein yoghurt.The main flavor compounds 2,3-Butanedione in buffalo and holstein yoghurt relative content is 2.95%,3.06%.

simultaneous distillation extraction(SDE);GC-MS combined;buffalo yogurt;holstein yoghurt;flavor compounds

TS252.1，S823.9+1

A

1001-2230（2011）05-0007-03

2011-03-16

廣西大學(xué)人才資助項(xiàng)目（XGZ090325）。

姚春杰（1984-），女，碩士，研究方向乳制品科學(xué)與技術(shù)。

李全陽(yáng)